液化石油氣中二甲醚檢測(cè)方法研究進(jìn)展

黃華國(guó)++吳生法++呂孫潑++王晶晶

[摘 要]文章對(duì)二甲醚的性質(zhì)、鋼瓶腐蝕性以及液化石油氣中二甲醚檢測(cè)方法進(jìn)行研究與展望，為液化石油氣中二甲醚檢測(cè)方法拓展進(jìn)一步奠定了基礎(chǔ)。

[關(guān)鍵詞]二甲醚；液化石油氣；檢測(cè)方法

[DOI]10. 13939/j. cnki. zgsc. 2016. 06. 052

1 二甲醚的基本性質(zhì)

二甲醚（DME）又稱(chēng)甲醚，化學(xué)式CH3OCH3，相對(duì)分子量46. 07，在常溫和常壓下是一種無(wú)色易燃、有輕微醚香味的氣體，密度為2. 06kg/m3，比空氣重，具有惰性、無(wú)毒。常溫下其飽和蒸汽壓是0. 51MPa，易液化，沸點(diǎn)為-24. 9℃，液體密度（20℃）為0. 67g/cm3，比水輕，比液化石油氣略重。其主要理化參數(shù)如表1所示。[1-3]

隨著近年來(lái)國(guó)際油價(jià)不斷攀升，液化石油氣（LPG）的價(jià)格也一路飆升，而二甲醚（DME）作為一種新型的清潔能源日益受到關(guān)注。[4]由于二甲醚具有無(wú)色、無(wú)毒、無(wú)致癌性，并且燃燒過(guò)程中無(wú)殘?jiān)o(wú)黑煙，對(duì)環(huán)境幾乎無(wú)污染，所以在21世紀(jì)能源短期的時(shí)代，二甲醚是一種取代液化石油氣的理想清潔燃料。[5]也因此，部分液化石油氣充裝單位在LPG中非法摻入DME，此類(lèi)行為嚴(yán)重違反了《氣瓶安全監(jiān)察規(guī)程》的相關(guān)規(guī)定，此舉措施可能導(dǎo)致LPG鋼瓶閥門(mén)漏氣[6]，嚴(yán)重影響了消費(fèi)者的人身、財(cái)產(chǎn)安全。在2008年（質(zhì)檢特函〔2008〕17號(hào)）通知中，國(guó)家質(zhì)檢總局出臺(tái)文件明確表示：不得在民用液化石油氣中摻入二甲醚后充入液化石油氣鋼瓶或焊接氣瓶中擅自加入不明化學(xué)添加劑。

2 二甲醚檢測(cè)方法

目前，關(guān)于LPG中DME的檢測(cè)仍無(wú)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法，只有以下幾個(gè)相關(guān)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)：HG/T 3934—2007《二甲醚》、CJ/T 259—2007《城鎮(zhèn)燃?xì)庥枚酌选贰B/T 10410—2008《人工煤氣和液化石油氣常量組分氣相色譜分析方法》以及SH/T 0230—1992《液化石油氣組分測(cè)定法》等檢測(cè)方法。[7]但是HG/T 3934—2007和CJ/T 259—2007檢測(cè)方法只檢測(cè)純二甲醚產(chǎn)品，而不是液化石油氣產(chǎn)品；GB/T 10410—2008和SH/T 0230—1992檢測(cè)方法也只檢測(cè)液化石油氣組分而不包括二甲醚。因此，文章希望通過(guò)LPG中DME的分析檢測(cè)方法進(jìn)行總結(jié)，從而為L(zhǎng)PG中DME的分析檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的確定奠定基礎(chǔ)。

2. 1 LPG中DME的物理辨別方法

判別LPG中是否摻有DME的簡(jiǎn)易方法有3種：[8]一是看燃燒火焰的顏色，LPG 火焰是亮藍(lán)色，添加了DME后，由于燃燒率低，火焰呈黃紅色，很少有藍(lán)色，且冒黑煙；二是聞氣味，LPG本身無(wú)色無(wú)味，為防止漏氣，正規(guī)公司在LPG中加入了乙硫醇等添加劑加臭。DME具有比較強(qiáng)的聚氣功能，對(duì)極易揮發(fā)的乙硫醇等添加劑有聚集作用，聞起來(lái)煤氣味道比純LPG臭味更濃；三是觀察使用時(shí)間，DME的燃燒值低，如果使用時(shí)間較短，不耐燒，甚至熄火，就有可能混合了DME。

2. 2 LPG中DME的色譜分析方法

目前，在眾多 DME 分析檢測(cè)方法中，以色譜法居多，而近年關(guān)于氣相色譜法（Gas Chromatagraphy，GC）檢測(cè) LPG 中 DME 的報(bào)道較多，余德清等[7]分別選用PLOT/Q、HP-5和HP-PLOT/Al2O3不同型號(hào)規(guī)格的毛細(xì)管色譜柱檢測(cè)LPG中DME的含量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明選HP-5柱，LPG組分無(wú)法分離，DME色譜峰拖尾嚴(yán)重；無(wú)法準(zhǔn)確定量；選用HP-PLOT/Al2O3柱，LPG 組分分離良好，但DME 色譜峰拖尾嚴(yán)重，無(wú)法準(zhǔn)確定量；選用PLOT/Q 柱，丙烷、丙烯、正戊烷、異戊烷、DME和LPG烴類(lèi)等組分都可獲得良好的分離效果。同樣，AN Hua[9]也對(duì)DME檢測(cè)的三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中所給出的檢測(cè)方法做了比較，經(jīng)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步確認(rèn)了PLOT/Q柱的可行性。黃銀波等[10]也采用HP-PLOT-Q柱，恒溫水浴汽化后六通閥進(jìn)樣，程序升溫來(lái)檢測(cè)LPG中DME的含量，最終實(shí)現(xiàn)了空氣、甲烷、二氧化碳、C2-C5的烷烴完全分離。該色譜柱鍵合聚苯乙烯-二乙烯基苯，極性介于Porapak-Q柱和Porapak-N柱之間，是該研究的一大亮點(diǎn)。

2. 3 LPG中DME的快速檢測(cè)方法

除色譜法外，業(yè)內(nèi)人士也積極研究了其他快速檢測(cè)DME組分的方法。常俠等[11]利用DME與石油產(chǎn)品水溶性的差異，采用水吸收法測(cè)定石油產(chǎn)品中DME的含量，此方法簡(jiǎn)單易行。張鳳利等[12]使用傅立葉紅外光譜法在一分鐘內(nèi)即可快速檢測(cè)LPG中的DME含量，在0. 25%～10. 5%含量范圍內(nèi)，DME特征峰峰斜率與濃度有很好的響應(yīng)關(guān)系。與GC法比較，紅外光譜法具有準(zhǔn)確、快速、簡(jiǎn)便、重復(fù)性高、消耗成本低等優(yōu)點(diǎn)，更適合于質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)部門(mén)和中小型液化氣站產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)控的快速檢測(cè)?；贒ME氣體通過(guò)石英加熱管表面時(shí)的化學(xué)發(fā)光現(xiàn)象，張潤(rùn)坤等[13]設(shè)計(jì)了檢測(cè)DME的傳感器，此傳感器可方便快速地測(cè)定空氣中的DME氣體，實(shí)驗(yàn)過(guò)程發(fā)現(xiàn)，苯、甲醛等氣體通過(guò)此傳感器時(shí)，不會(huì)引起檢測(cè)干擾。黃品鮮等[14]采用加速度量熱儀測(cè)定LPG、LPG/DME 的熱分解初始溫度和反應(yīng)活化能，考查它們的熱穩(wěn)定性，分析其氧化反應(yīng)產(chǎn)物，為L(zhǎng)PG/DME貯存、運(yùn)輸和安全使用提供理論基礎(chǔ)。

3 結(jié) 論

DME作為燃料，有天然氣、液化石油氣不可比擬的綜合優(yōu)勢(shì)。[15]由于其物理性質(zhì)，目前不能人為的摻入到液化氣里去，但是目前雖有很多色譜方法對(duì)LPG中DME進(jìn)行檢測(cè)，但尚無(wú)LPG中DME的檢測(cè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法，希望今后能盡快建立和統(tǒng)一檢測(cè)方法。

參考文獻(xiàn)：

[1]Z. Zhu，D. K. Li，J. Liu，et al. Investigation on the regulated and unregulated emissions of a DME engine under different injection timing[J].Applied Thermal Engineering，2012，35（1）：1-6.

[2]Ali Demibas. Present and Future Transportion Fuels[J].Energy Sources，Part A：Recovery，Utilization，and Environmental Effects，2008，30（16）：1473-1483.

[3]Ismet Sezer. Thermodynamic，performance and emission investigation of a diesel engine running on dimethyl ether and diethyl ether[J].International Journal of Thermal Sciences，2011，50（8）：1594-1603.

[4]吳竺，二甲醚在能源行業(yè)應(yīng)用前景綜述[J].能源研究與信息，2006，22（4）：194-197.

[5]單曉萍，氣相色譜法測(cè)定液化石油氣中二甲醚雜志[J].低溫與特氣，2011，29（1）：30-32.

[6]曾祥照. 液化二甲醚對(duì)鋼瓶密封材料的選擇要求[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2009（21）：92-93.

[7]余德清，葉靜，廖上富，等. 液化石油氣中二甲醚含量檢測(cè)方法研究[J].化工時(shí)刊，2010，24（12）：34-36.

[8]黃品鮮，劉雄民，加藤勝美，等. DME/LPG混合體系的氧化反應(yīng)與熱穩(wěn)定性[J].高?；瘜W(xué)工程學(xué)報(bào)，2010，24（2）：354-357.

[9]AN Hua. Liquefied petroleum gas and dimethyl ether[J].Inner Mongolian Petrochemical Industry，2011（3）：50-51.

[10]黃銀波，李興根，喬勇升，等. 氣相色譜法測(cè)定液化石油氣中二甲醚含量[J].理化檢測(cè)-化學(xué)分冊(cè)，2011，47（4）：476-477.

[11]常俠，李丕棟. 吸收法測(cè)定液化石油氣中二甲醚含量[J].低溫與特氣，2010，28（6）：32-33.

[12]張鳳利，傅立葉. 紅外光譜法快速測(cè)定液化石油氣中二甲醚的含量[J].低溫與特氣，2011，29（3）：26-29.

[13]張潤(rùn)坤，曹小安，陳穗玲，等. 基于催化發(fā)光的高選擇性的二甲醚傳感器[J].分析化學(xué)，2010，38（4）：589-592.

[14]Satoru Ueda，Mika Eguchi，Katsuhiro Uno，et al.Electrochemical characteristics of direct dimethyl ether fuel cells[J].Solid State Ionics，2006（177）：2175-2178.